日本最大的發(fā)電公司JERA株式會社宣布與全球最大的氨生產(chǎn)商CF工業(yè)控股公司簽署一份諒解備忘錄(MOU)，“就聯(lián)合項(xiàng)目開發(fā)、銷售和購買清潔氨進(jìn)行潛在合作”。
根據(jù)諒解備忘錄，JERA和CF工業(yè)已同意在以下領(lǐng)域“共同研究合作的可行性”：
-日本Hekinan熱電廠4號機(jī)組20%共燃運(yùn)行所需清潔氨的銷售和采購，計(jì)劃于2027年開始。所需的數(shù)量預(yù)計(jì)為每年50萬噸(mtpa)。
-聯(lián)合開發(fā)一個(gè)年產(chǎn)100萬噸的藍(lán)氨項(xiàng)目，CF工業(yè)公司正考慮在美國墨西哥灣沿岸開發(fā)該項(xiàng)目。
-此外，JERA還與總部位于挪威奧斯陸的氨生產(chǎn)商Yara International ASA的子公司Yara Clean Ammonia Norge AS簽署了類似的協(xié)議。該公司也在考慮在美國墨西哥灣沿岸開發(fā)一個(gè)新項(xiàng)目。
兩家公司于1月17日宣布了這些計(jì)劃，此前JERA完成了據(jù)稱已于2022年2月18日開始的招標(biāo)程序。CF工業(yè)公司報(bào)告稱，其協(xié)議要求生產(chǎn)氨的碳排放量比傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的碳排放量至少低60%。這種燃料被稱為“清潔氨”，在JERA的Hekinan熱電站與煤共燃，預(yù)計(jì)將大幅減少該設(shè)施的二氧化碳排放(氨在燃燒時(shí)不排放二氧化碳)。
CF工業(yè)控股公司總裁兼首席執(zhí)行官Tony Will在一份聲明中說：“我們很高興繼續(xù)與JERA建立合作，因?yàn)槲覀兺七M(jìn)了我們的共同承諾，加速了世界向清潔能源的過渡。我們領(lǐng)先的氨生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和對清潔能源計(jì)劃的嚴(yán)格投資，使CF工業(yè)處于清潔氨供應(yīng)的前沿。我們期待著幫助JERA和日本滿足其清潔氨的要求，這代表著全球?qū)⑶鍧嵃弊鳛榍鍧嵞茉淳薮笮枨蟮牡谝粋€(gè)重要步驟!”
氨的優(yōu)勢
氨的化學(xué)式是NH3。對電力公司來說，這個(gè)公式中最重要的部分是氫。去年，CF工業(yè)清潔能源解決方案副總裁埃里克·梅耶爾(Erik Mayer)表示：“在碳排放不可接受的環(huán)境下，氫確實(shí)被視為在全球范圍內(nèi)運(yùn)輸能源和為世界提供燃料的關(guān)鍵手段。”
梅耶爾說：“我們將大量的氫轉(zhuǎn)化為氨，目前用于化肥市場，但最終同樣的氨分子被視為一種有效的方式，可以將氫分子轉(zhuǎn)移到世界各地，無論它們來自天然氣還是來自電解。”
他解釋說，氨對比氫的優(yōu)勢在于，它在中等低溫下是液體，可以在相對較低的壓力下以液體的形式儲存，類似于液化石油氣(LPG)的儲存方式。關(guān)于如何使用氨，梅耶爾說，有兩種可能的方法：氨可以直接燃燒，也可以“裂解”，即在催化劑上分解，重新生成氫。
梅耶爾說：“一些發(fā)電廠，特別是在日本，正在考慮在燃煤電廠共燃氨，這樣可以用氨取代20%的煤炭，基本上可以減少20%的燃煤電廠排放量。這項(xiàng)技術(shù)正在試點(diǎn)測試中得到驗(yàn)證，人們對這項(xiàng)技術(shù)相對了解，也知道它是有效的。”
共燃示范工程
JERA一直在與日本工程公司IHI Corp.合作，原定于2021年6月開始進(jìn)行為期四年的測試項(xiàng)目。利用至少部分由日本新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織(NEDO)資助的贈款計(jì)劃，該示范項(xiàng)目旨在“建立在Hekinan熱電站的燃料氨大容量共燃技術(shù)”。
JERA的任務(wù)是采購氨和建造相關(guān)設(shè)施，如儲罐和汽化器，而IHI的角色是開發(fā)用于演示的燃燒器。隨著該項(xiàng)目的啟動(dòng)，JERA指出，這是“世界上第一個(gè)在大型商業(yè)燃煤電廠中聯(lián)合燃燒大量氨的示范項(xiàng)目。”
到2021年10月，兩家公司已經(jīng)開始在Hekinan站的5號機(jī)組小批量利用燃料氨，其目的是幫助開發(fā)用于4號機(jī)組的大規(guī)模燃燒器。測試用燃燒器替換了5號機(jī)組48個(gè)燃燒器中的兩個(gè)，以檢查不同燃燒器材料和燃燒時(shí)間的影響，以確定共燃燃燒器的所需條件。這次測試預(yù)計(jì)需要大約200噸氨。
隨著項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)，JERA和IHI于2022年5月31日宣布，他們縮短了該項(xiàng)目的燃燒器、油箱、管道和其他設(shè)備的安裝周期。因此，他們決定將4號機(jī)組的大容量燃料氨共燃開始時(shí)間提前大約1年(圖1)。隨著1月17日備忘錄的宣布，氨采購現(xiàn)在似乎將優(yōu)先安排。
圖1：項(xiàng)目進(jìn)度更新于2022年5月31日發(fā)布。來源：JERA
干凈的氨
CF工業(yè)公司一直致力于自己的幾個(gè)行業(yè)領(lǐng)先的項(xiàng)目，旨在脫碳其氨生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。去年10月，該公司與埃克森美孚(ExxonMobil)簽署了一項(xiàng)商業(yè)協(xié)議，以捕獲并永久儲存其路易斯安那州制造基地每年排放的200萬噸二氧化碳。該項(xiàng)目包括投資2億美元，在CF Industries位于路易斯安那州Donaldsonville的工廠建造一個(gè)二氧化碳脫水和壓縮裝置，以實(shí)現(xiàn)捕獲的二氧化碳的運(yùn)輸和存儲。
然后，埃克森美孚將把捕獲的二氧化碳運(yùn)輸并永久存儲在其在弗米里昂教區(qū)擁有的安全地質(zhì)儲層中。作為該項(xiàng)目的一部分，埃克森美孚與EnLink Midstream簽署了一項(xiàng)協(xié)議，使用EnLink的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)將二氧化碳輸送到永久地質(zhì)存儲。預(yù)計(jì)該項(xiàng)目將于2025年初啟動(dòng)。
此外，2021年4月，CF工業(yè)公司與蒂森克虜伯簽署了一項(xiàng)工程和采購合同，在Donaldsonville制造基地開展“綠色氨”項(xiàng)目。蒂森克虜伯將為該項(xiàng)目提供一個(gè)20MW的堿性水電解廠，該工廠將使用可再生能源生產(chǎn)綠色氫氣。CF工業(yè)公司預(yù)計(jì)將電解廠產(chǎn)生的無碳?xì)湔系浆F(xiàn)有的氨合成回路中，以便從2024年開始每年生產(chǎn)2萬噸綠色氨。
同時(shí)，該公司還開始了一項(xiàng)前端工程和設(shè)計(jì)研究，以在路易斯安那州阿森松教區(qū)建造一個(gè)利用碳捕獲和封存的綠地清潔氨設(shè)施。作為難以減排工業(yè)的脫碳能源，對綠色和藍(lán)色氨的需求預(yù)計(jì)將大幅增長。CF工業(yè)公司預(yù)計(jì)每年將銷售170萬噸藍(lán)氨。與JERA的最終協(xié)議將使其早日實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
